Ölçme Teknikleri |
1. Bölüm

Bir sistemin verimini, kalitesini, güvenilirliğini belirleyebilmek için çeşitli ölçme tekniklerine başvururuz. Bu tekniklerden en uygununu kullanmış olsak da ölçme sonucumuz gerçek değerden farklı çıkacaktır. Aradaki bu fark ise ölçme hatası olarak nitelendirilir. Ölçme ve ölçme hatalarının ayrıntılarını içeriğimizde bulabilirsiniz.

A- A+

15.11.2014 tarihli yazı 39130 kez okunmuştur.

Ölçme Ölçme Teknikleri Ölçüm Hataları Ölçüm Cihazları Bağıl Hata Mutlak Hata Ölçü Aleti Sınıfı

►Ölçme Nedir?

Yaşamın her alanında fiziksel bir büyüklükten bahsedeceğimiz zaman sayılar ve birimlerle ifade etme ihtiyacı duyarız. Ölçme bilinmeyen bir büyüklüğün, bilinen bir büyüklükle ifade edilebilme işlemidir.

Mühendislik alanında ölçme tasarım, arıza yeri bulunması ve onarım işlemlerinin gerçekleştirilebilmesinde büyük kolaylık sağlamaktadır. Bir yangın alarm sisteminin çektiği akımın bilinmesiyle uygun röle, dedektör, ikaz hoparlörü gibi elemanların seçimi yapılır ve tasarlama işlemi gerçekleştirilir. Benzer bir örnekle, bir telefon sistemindeki toprak arızası Murray-Varley Testi ile kolaylıkla bulunabilir.

Şekil 1: Dijital elektriksel ölçü aletlerinden multimere. Okuma ve kullanım kolaylığı nedeniyle oldukça yaygın olarak kullanılır.

Ölçme işlemini minumum hata ile gerçekleştirebilmek için ölçülmek istenen elemana uygun bir cihaz seçimi yapılmalıdır. Çok farklı ölçme metodları olmasına rağmen bunlardan en gelişmiş olanları elektronik cihazlar ile yapılan ölçmelerdir.

►Ölçme Hataları Nelerdir?

Bir ölçme işleminde ne kadar dikkatli olunursa olunsun o ölçme sonucu gerçek değerinden az da olsa farklı olacaktır. Bu farklılığa hata denir. Örneğin; kataloğunda 100 ohm yazan bir direncin değerini multimetre ile ölçtüğümüzde sonuç 100 ohm’dan farklı olacaktır. (96,8 ohm gibi) Sonucun 100 ohm çıkmaması ise direncin yapım hatası, multimetrenin yapım hatası, bağlantı noktalarındaki temassızlık, ortam sıcaklığı gibi birçok etkene bağlıdır. Bir ölçme işlemi gerçekleştirirken yapım hataları, kişisel hatalar ve rastsal hatalar gibi etkenler göz önünde bulundurulmalıdır.

Şekil 2: Eğer kaliteli bir ölçümden bahsedilmek isteniyorsa, mutlaka hata payı dikkate alınmalıdır. Dirençlerdeki yapım hataları renk kodları ile belirtilir. Resimdeki direcin değeri 10 ohm'dur ve yapım hatası altın rengindeki kodla blirtilmiştir. (±%5 ohm)

Ölçme hatalarını, minimum seviyeye indirme yöntemlerinden biri tekrarlı ölçmedir. Farklı zaman dilimlerinde yapılan ölçümlerin ortalaması, gerçek değere en yakın sonucu verecektir.

Ortalama değer alındıktan sonra standart sapmayı belirlemek, hata payını gözlemlemede yardımcı olacaktır. Standart sapmanın değeri ile ölçme işleminin hata payı doğru orantılıdır.

►Mutlak Hata ve Bağıl Hata Nedir?

Ölçme işlemi sonucunda elde edilen değer ile gerçek değer arasındaki farka mutlak hata denir ve Δx ile gösterilir.

Δx = x'-x

Mutlak hata, tek başına bir anlam ifade etmez. Örneğin; 5 ohm'luk mutlak hata 20 ohm'luk ölçmede yapıldıysa başarısız, 10k'lık bir ölçmede yapıldıysa çok hassas bir ölçme gereçkleştirilmiştir. Yani mutlak hata, ölçülen değer ile birlikte anlamlıdır. Bu nedenle bağıl hatalar, mutlak hatalardan daha çok kullanılır. Mutlak hatanın, gerçek büyüklüğe bölümü bize bağıl hatayı verir.

h = Δx/x

►İlginizi Çekebilir: En Pratik 5 Devre İpucu

►Ölçü Aletlerinin Sınıfı;

Ölçü aletleri, yapımında kullanılan malzemelerin kalitesi, entegrasyon sırasında oluşan temassızlıklar gibi birçok nedenden dolayı farklı duyarlılığa sahiptirler. Bu farklılık, ölçü aletinin sınıfı olarak nitelendirilir. Ölçü aletlerindeki yapım hatası, aletin maksimumum ölçme sınırı dikkate alınarak verilmiş olan bağıl hatanın 100 katı ile temsil edilir. Ölçü aletlerinde 6 tane sınıf vardır;

0,2 sınıfı - 0,5 sınıfı - 1 sınıfı - 1,5 sınıfı - 2,5 sınıfı - 5 sınıfı

Şekil 3: Analog ölçü aletleri. Genellikle okuma kolaylığı nedeniyle dijital ölçü aletleri seçiliyor olsa da ölçü aletinin kalitesini belirleyen en önemli unsur sınıfıdır.

►İlginizi Çekebilir: Ölçüm Cihazı Özellikleri ve Kullanımı

0,2 ve 0,5 sınıfından olan ölçü aletleri çok hassastır ve genellikle diğer ölçü aletlerinin ölçeklenmesinde kullanılır. 2,5 ve 5 sınıfı ölçü aletleri ise genellikle yüksek gerilim ölçümlerinde, hata payının çok önemli olmadığı durumlarda tercih edilir.

Ölçü aletinin sınıfı, alet son skalayı gösterdiğinde en çok sınıfının yüzdesi kadarlık bir hata yapılacağını belirtir. Örneğin; 2,5 sınıfından bir ölçü aletinin skalası son seviyedeyken yapılacak maksimum hata %2,5'tir.

Ölçü aletinin maksimum ölçüm değerine yaklaştıkça, hatalar azalacıktır. Örneğin; 200 V'luk bir gerilimi aynı ölçü aletinin 250 V kademesinde ölçmek, 500 V kademesindeki ölçmeye göre daha az hataya neden olacaktır.

Kaynak:

►user.physics.unc.edu